封闭腔内高瑞利数层流自然对流数值模拟

采用两种时间推进数值方法，对封闭腔内层流自然对流换热进行了各种瑞利数(Ra)条件下的模拟研究，总结了流态转捩时所表现的数值模拟方面的某些现象规律．当瑞利数不大于10^6时，两种数值方法计算结果一致，计算精度高．当瑞利数大于10^6后，数值收敛及计算结果与网格数，网格疏密程度，时间步长，松弛因子等因素密切相关，而与所选择的两种数值方法无关．给出了封闭方腔自然对流流态转捩临界瑞利数．     

通风及内热源参数的方腔内混合对流模拟

为考虑热源形态及通风条件对腔内流体流动及传热性能的影响,本文采用基于多参数弛豫时间模型格子Boltzmann法与有限差分法的耦合算法,对中心热源条件下开口方腔内的混合对流现象进行研究.在不同进、出流口位置和热源形状下,分析了混合对流的流动、温度及换热特性,并给出了流函数线和等温线分布以及热源表面的努赛尔数.数值计算结果...     

基于格子Boltzmann方法的倾斜方腔自然对流模拟

采用格子Boltzmann方法对二维封闭方腔自然对流换热进行研究. 通过数值模拟得到在不同Ra数和倾斜角θ下,封闭方腔内的流场、温度场的变化情况. 再根据流场、温度场分析Ra数、倾斜角θ对封闭方腔自然对流换热的影响. 结果表明,Ra数的增大会增强自然对流换热,而倾斜角的增加使得自然对流换热增减交替,当倾斜角为90°时,自然对流换热最弱.     

大空间细长管排／单列线状热源温度与换热系数测定

建立了小直径管排（热线）自然对流换热实验台．通过实验研究了单列线热源（热丝）自然对流换热特性．研究表明,数学模型和实验结果吻合良好,理论模型可以成功地预测单列线热源自然对流换热．     

水下控制腔内部自然对流换热特性及其影响因素研究

海洋装备电子控制腔有效散热能力是其持续工作的重要保证。以含内热源的封闭腔体为研究对象,采用基于Boussinesq近似的零方程模型对腔内空气的湍流自然对流进行建模,并使用有限体积法完成数值计算,分析了腔体内部温度分布和空气流动规律。结合控制腔功能设计要求,着重讨论了热源不同位置,铝合金隔板厚度和间距等因素对气密腔体内自然对流散热效果的影响规律。研究的结果为海底长周期运行装备控制腔热设计提供了参考依据。     

水下控制腔内部自然对流换热特性及其影响因素研究

海洋装备电子控制腔有效散热能力是其持续工作的重要保证。以含内热源的封闭腔体为研究对象,采用基于Boussinesq近似的零方程模型对腔内空气的湍流自然对流进行建模,并使用有限体积法完成数值计算,分析了腔体内部温度分布和空气流动规律。结合控制腔功能设计要求,着重讨论了热源不同位置,铝合金隔板厚度和间距等因素对气密腔体内自然对流散热效果的影响规律。研究的结果为海底长周期运行装备控制腔热设计提供了参考依据。     

磁场作用下倾斜方腔内纳米流体自然对流数值模拟

采用Chebyshev配置点谱方法对倾斜方腔内纳米流体自然对流换热进行了数值模拟.倾斜方腔的左右壁面为恒温壁面,上下壁面为绝热壁面,并施加了与方腔下壁面平行的磁场.方腔内充满了以水为基液的不同纳米颗粒.研究方腔倾斜角度γ、Gr数和纳米颗粒对纳米流体流动与传热的影响.研究结果表明:传热在倾斜角度为π/4时最大,当方腔倾斜...     

方腔内水平和竖直平板自然对流换热的数值计算

本文对方腔内水平和竖直放置的平板自然对流换热进行了数值计算，并对计算结果进行了比较。对本文所计算的几何位置，水平放置时的平均Ｎｕ小于竖直放置时的平均Ｎｕ，本文还对平板竖直放置于腔内某一位置时的数值结果进行了回归，得到了Ｎｕ与Ｒａ的关联式为Ｎｕ＝０．３０１２Ｒａ０．２７１０。     

求解离散方程的TDMA与PDMA方法性能分析

对二维对流扩散问题,应用延迟修正-TDMA和ADI-PDMA方法,求解对流项采用QUICK,CD格式的离散方程。通过SIMPLER算法求解二维移动顶盖驱动方腔内不可压缩流体流动和方腔内自然对流换热。比较了采用延迟修正-TDMA和ADI-PDMA两种求解代数方程组的性能,分析了影响上述两种方法求解速度、收敛的因素。在相同的条件下,通过计算证明了延迟修正-TDMA的健壮性强、精度较高、收敛速度较快。     

一种改进的SIMPLER算法

利用改进的SIMPLER算法即环绕主节点的四个小控制体与推广的QUICK差分格式相结合，在非均匀同位网格上求解二维非定常流动与传热的控制方程。以封闭方腔内的层流自然对流换热问题为例进行了数值模拟，计算结果与已有文献一致，且得出的平均努赛尔数的计算公式较以前的计算公式精度要高，表明作者所采取的方法是可行的。     

自然对流状态下横圆管圆周上管壁温度变化率

通过实验测试，研究了空气自然对流状态下横圆管被稳态加热时管壁温度圆周方向温度变化率．热管壁与周围冷空气圆周方向自然对流换热强度决定了管壁温度圆周方向温度变化率．文章揭示管壁温度圆周方向温度变化率的同时，对形成自然对流换热的热传导和热对流的复杂抽象过程作了分析和描述．     

自然对流对界面形貌、流场和温度场的影响

为了探究固液界面形貌、界面附近流场和温度场与自然对流强度的关系,设计了实验装置,用物理模拟和数值模拟的方法,研究了自然对流强度对透明有机材料固液界面的形貌、界面附近流体速度和温度分布的影响.结果表明,自然对流使固液界面发生弯曲,界面呈不对称形状;靠近固液界面的液体以边界层的方式流动;Rayleigh数较小时,界面附近的液体温度呈线性降低;Rayleigh数较大时,远离界面的液体温度几乎是均匀的,界面处液体温度迅速降低.可见,自然对流强度是影响固液界面形貌、界面附近液体速度和温度分布的重要因素.     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验。根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响。结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化过程,距离加热面较近的石蜡融化后产生的自然对流加速了剩余固态石蜡的融化;而且传热温差越大,自然对流越明显,蓄热时间越短。     

中间包热态水模型研究

用热态水模研究了中间包内钢水的流动规律，结果表明，钢液由于温度变化导致密度不均匀，使自然对流影响钢液流动；同时，给出了不同控流装置和不同熔池高度下中间包内的温度分布，并讨论了它们对自然对流的影响．     

格子-Boltzmann方法模拟多孔介质内自然对流蓄热过程

以在高温热量存储、太阳能利用和建筑节能中有着广泛应用的多孔蓄热装置为研究对象,基于格子-Boltzmann方法(LBM)的基本原理,建立表征体元尺度(REV)上多孔介质自然对流的热流耦合方程,对多孔介质区域内的定温加热过程进行数值计算,探索了蓄热装置工作效果与多孔介质材料和内部流体特性的关系。分析获得了多孔介质渗透率和工质热膨胀率增大对多孔介质蓄热的强化作用,以及强自然对流作用下温度场分布所出现的不均匀特性。     

竖直加热平板对流边界层的数值模拟

为了研究壁面温度和来流速度对边界层特性的影响,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对空气流过竖直加热平板的对流边界层特性进行数值模拟.采用k-ε模型和SIMPLE算法分别对不同壁面温度的自然对流和不同来流速度的混合对流进行模拟计算,得到温度分布和速度分布,通过分析结果表明:高温对边界层特性的影响很小,而随着空气来流速度的增大,速度边界层和热边界层的厚度减小,最大速度增大.     

海上摇晃条件下油轮货油温降规律数值模拟研究

油轮在海上运输过程中会发生旋转运动和平移运动,货油温降过程为伴随着自由液面运动的非稳态混合对流过程,水热力规律较静止情况更为复杂。基于FLUENT动网格的VOF模型对摇摆(旋转运动)条件下的原油自由液面运动规律及舱内货油温降规律进行系统研究。结果表明,摇摆一方面不断改变浮升力相对于船舱的方向,使得自然对流不断被扰动;另一方面导致自由液面与船舱内壁及舱内顶部空气间的相对运动,使静止条件下的自然对流变成强制对流。以上两方面的影响均对舱内原油与舱外海水间的传热产生了显著的强化作用,使得温降速率与旋转角速度呈正相关。     

放热流体在多孔渗流水平圆柱外的自然对流

针对等温加热的多孔渗流水平圆柱体浸没在放热流体中的层流自然对流传热问题采用摄动法进行分析.圆柱体的多孔渗流特性用圆柱壁面的法向速度进行表示.通过摄动法对自然对流传热的边界层方程进行近似分析,并利用龙格-库塔方法求得方程的数值解,得到自然对流的速度与温度场以及沿圆柱体壁面的努塞尔数分布.结果表明,在有壁面外法向速度时,圆柱体的局部换热受到抑制;然而壁面吸入或流体放热效应都对局部努塞尔数有增强效果.圆柱体的平均努塞尔数随着流体放热的增加或壁面内法向速度的减小而降低.在流体放热恒定时,壁面流出效应对整体换热的影响并不明显.